LTE作為無線網絡下一代演進技術，得到了世界范圍內主流通信設備商和運營商的關注。與2G/3G和其他早期技術相比，LTE網絡可以提供更高的業(yè)務速率和更大的容量。在LTE網絡部署的初期，高業(yè)務速率和大容量需求的區(qū)域將集中于人口及建筑高度密集的城市商業(yè)中心，這對LTE技術的網絡規(guī)劃的精度及準確度提出了更高的要求。
傳播模型介紹
網絡規(guī)劃中，影響規(guī)劃結果準確性的一個重要因素就是傳播模型。經典的經驗傳播模型包括 Okumura、COST231-Hata等，這類模型通常是通過對大量測試數據進行統(tǒng)計和擬合，得到的圖表或公式。經驗性模型統(tǒng)計地考慮所有的環(huán)境影響，但對于具體場景來說，都是不準確的。并且傳統(tǒng)模型主要考慮了距離、天線高度對于路徑損耗的影響，適用于農村、平原等平坦區(qū)域。在一般的仿真軟件中，也會計算衍射損耗的影響，但一般只是簡單地計算垂直面的衍射損耗，并不能很準確地反映城區(qū)建筑物對于傳播模型的影響。
更加準確的模型是射線追蹤模型。射線追蹤技術是光學的射線技術在電磁計算領域中的應用，能夠準確地考慮到電磁波的各種傳播途徑，包括直射、反射、繞射、透射等，并考慮到影響電波傳播的各種因素，從而針對不同的具體場景做準確的預測。
射線跟蹤模型一般基于下面兩項或其中一項的射線路徑搜索技術：射線跟蹤或射線發(fā)射。射線跟蹤是基于鏡像的電磁理論，它考慮所有的物體作為潛在的發(fā)射物并且計算發(fā)射源像的位置。射線經過路徑按照接收機，發(fā)射機和相關的像的位置構成。射線發(fā)射是從發(fā)射機發(fā)射出很多角度離散的測試射線。射線傳播時，受當前環(huán)境的物體影響而產生功率損耗。當射線功率下降到預先設置值以下時，射線終止傳播。射線追蹤模型原理如圖1所示。
圖1 射線追蹤模型原理示意圖
射線追蹤技術必須成為能夠在規(guī)劃軟件中調用的軟件模塊才能夠在網絡規(guī)劃項目中使用。目前幾種商用的射線追蹤模型都是由單獨的軟件開發(fā)商開發(fā)的，如Volcano模型、WaveSight模型以及WinProp模型等是其代表，他們都可以集成在多種網絡規(guī)劃軟件中。
射線追蹤模型在香港LTE網絡規(guī)劃中的應用
在香港的LTE網絡規(guī)劃項目中，中興通訊考慮到香港地區(qū)復雜的無線傳播環(huán)境，為了進行精確的網絡規(guī)劃，獲得準確的預測結果，使用了Volcano 射線追蹤模型。
Volcano是由法國Siradel公司開發(fā)的包含了射線追蹤技術的傳播模型。在該模型中，傳播場景根據天線高度和電波的主要傳播方式定義為3種，即發(fā)射天線高于周圍建筑物的宏蜂窩(Macrocell)場景，發(fā)射天線低于周圍建筑物的微蜂窩(Microcell)場景和發(fā)射天線介于兩者之間的Mini 蜂窩(Minicell)場景。
射線跟蹤模型需要高精度(至少5m精度)含3D建筑物信息的數字地圖，預測的準確性和數字地圖的精確性以及站點工程參數(天線位置、天線高度、方向角、下傾角等)設置的準確性密切相關。
在使用了高精度的3D地圖(如圖2)的基礎上，中興通訊還在香港進行了大量的傳播特性測試和模型校正，使得模型的預測結果更準確。
圖2 香港高精度5m 3D地圖
此外中興通訊還對網絡中所有站點的信息進行了全面仔細的勘查，掌握了準確的全網站點信息。在這些充分的準備工作基礎上，中興通訊應用射線追蹤模型完成了香港地區(qū)高精度的LTE網絡規(guī)劃仿真結果(如圖3)。
圖3 香港某區(qū)域LTE網絡仿真結果
測試結果表明，在根據該規(guī)劃結果建站后，某些區(qū)域的KPI 指標已經接近商用網絡的指標，從而降低了優(yōu)化的難度，節(jié)約了大量的優(yōu)化時間。在網絡優(yōu)化中，依靠高精度射線追蹤模型，可以準確地分析網絡性能，采取有針對性的優(yōu)化措施，這比單純地依賴于路測和網管數據分析，效率更高，準確度更高。
需要說明的是，采用射線追蹤模型仿真時，需要耗費的計算時間較長，可能是普通經驗模型的幾倍、幾十倍。在實際網絡規(guī)劃中，是否采用高精度射線追蹤模型要根據項目的實際需求決定。此外，高精度射線追蹤模型的準確性是建立在高精度的電子地圖及準確的站點信息基礎上的，缺乏這些先決條件就無法達到應有的仿真效果。
LTE是一種全新的無線技術，在LTE的網絡規(guī)劃中應用射線追蹤模型，能夠幫助運營商準確規(guī)劃優(yōu)化無線網絡，保證網絡服務質量，在缺少成熟LTE網絡借鑒的情況下幫助運營商打造精品網絡。
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